پوتنسیومتر AC

پوتنسیومتر وسیله‌ای است که ولتاژ ناشناخته را با توازن آن با یک ولتاژ شناخته شده اندازه‌گیری می‌کند. منبع شناخته شده ممکن است DC یا AC باشد. عملکرد پوتنسیومتر DC و پوتنسیومتر AC یکسان است. اما بین اندازه‌گیری‌های آنها تفاوت مهمی وجود دارد، پوتنسیومتر DC فقط مقدار ولتاژ ناشناخته را اندازه‌گیری می‌کند. در حالی که پوتنسیومتر AC هم مقدار و هم فاز ولتاژ ناشناخته را با مقایسه آن با یک مرجع شناخته شده اندازه‌گیری می‌کند. دو نوع پوتنسیومتر AC وجود دارد:

1. پوتنسیومتر قطبی.

2. پوتنسیومتر مختصاتی.

پوتنسیومتر قطبی

در چنین دستگاه‌هایی، دو مقیاس جداگانه برای اندازه‌گیری مقدار و زاویه فاز بر روی یک مرجع از e.m.f. ناشناخته استفاده می‌شود. در مقیاس امکان خواندن زاویه فاز تا ۳۶۰۰ وجود دارد. این دستگاه دارای آمپر‌سنج نوع الکترودینامومتری همراه با پوتنسیومتر DC و ترانسفورماتور فاز‌تغییری است که توسط تغذیه تک‌فازی کار می‌کند.

در ترانسفورماتور فاز‌تغییری، ترکیبی از دو سیلندر لایه‌دار فولادی به صورت عمود بر هم وجود دارد. یکی مستقیماً به تغذیه متصل و دیگری به طور سری با مقاومت متغیر و خازن متصل است. وظیفه مؤلفه‌های سری حفظ تغذیه AC ثابت در پوتنسیومتر با انجام تنظیمات کوچک در آن است.

بین سیلندرها، یک روتر لایه‌دار با شیارها و پیچش وجود دارد که ولتاژ را به مدار سیم لیز پوتنسیومتر تأمین می‌کند. وقتی جریان از سیلندرها شروع می‌شود، میدان چرخان حول روتر تشکیل می‌شود که یک e.m.f. را در پیچش روتر القا می‌کند.

جابجایی فاز e.m.f. روتر برابر با زاویه حرکت روتر از موقعیت اولیه خود است و با ولتاژ تغذیه سیلندر مرتبط است. کل ترتیب پیچش به گونه‌ای است که مقدار e.m.f. القایی در روتر ممکن است تغییر کند اما تأثیری بر زاویه فاز ندارد و می‌توان آن را روی مقیاس ثابت شده در بالای دستگاه خواند.

e.m.f. القایی در پیچش روتر توسط پیچش سیلندر ۱ می‌تواند به صورت زیر بیان شود

e.m.f. القایی در پیچش روتر توسط پیچش سیلندر ۲،

از معادلات (۱) و (۲)، ما به دست می‌آوریم

بنابراین، e.m.f. القایی نهایی در پیچش روتر به دلیل دو پیچش سیلندر

که Ø زاویه فاز را نشان می‌دهد. می‌توانید مسائل مشابه با آنچه در بالا ذکر شده در MCQs مهندسی برق ما مطالعه کنید.

پوتنسیومتر مختصاتی

در پوتنسیومتر مختصاتی AC، دو پوتنسیومتر جداگانه در یک مدار قرار دارند. اولی به نام پوتنسیومتر هم‌فاز است که برای اندازه‌گیری عامل هم‌فاز e.m.f. ناشناخته استفاده می‌شود و دیگری به نام پوتنسیومتر متعامد است که بخش متعامد e.m.f. ناشناخته را اندازه‌گیری می‌کند. تماس‌های لیز AA’ در پوتنسیومتر هم‌فاز و BB’ در پوتنسیومتر متعامد برای به دست آوردن جریان مورد نظر در مدار استفاده می‌شوند. با تنظیم ریاست‌های R و R’ و تماس‌های لیز، جریان در پوتنسیومتر متعامد با جریان در پوتنسیومتر هم‌فاز برابر می‌شود و گالوانومتر متغیر صفر را نشان می‌دهد. S۱ و S۲ دستکاره‌های تغییر علامت هستند که برای تغییر قطبیت ولتاژ تست اگر برای تراز کردن پوتنسیومتر لازم باشد استفاده می‌شوند. دو ترانسفورماتور کاهنده T۱ و T۲ پوتنسیومتر را از خط جدا می‌کنند و محافظت اسکرین زمین‌شده بین پیچش‌ها را ارائه می‌دهند. این ترانسفورماتورها همچنین ۶ ولت به پوتنسیومترها تامین می‌کنند.

حال برای اندازه‌گیری e.m.f. ناشناخته، انتهای آن را با تماس‌های لیز AA’ با استفاده از دستکاره انتخاب S۳ متصل می‌کنیم. با انجام تنظیمات در تماس‌های لیز و ریاست، کل مدار تراز می‌شود و گالوانومتر در حالت تراز صفر را نشان می‌دهد. حالا مولفه هم‌فاز V۴ از e.m.f. ناشناخته از پوتنسیومتر هم‌فاز و مولفه متعامد V۵ از پوتنسیومتر متعامد به دست می‌آید.

بنابراین، ولتاژ نهایی پوتنسیومتر مختصاتی AC به صورت زیر است

و زاویه فاز به صورت زیر داده می‌شود

کاربردهای پوتنسیومتر AC

1. اندازه‌گیری خود القایی.

2. کالیبراسیون ولتمتر.

3. کالیبراسیون آمپرمتر.

4. کالیبراسیون وات‌متر.

Statement: احترام به اصل، مقالات خوبی که ارزش به اشتراک‌گذاری دارند، در صورت نقض حق تکثیر لطفاً تماس بگیرید تا حذف شود.